Ralentissement du mouvement de l'océan

Mar 14, 2023

Par Angela Colbert, Ph.D., Jet Propulsion Laboratory de la NASA

Visualisation des courants océaniques dans l'Atlantique Nord. Les couleurs indiquent la température de surface de la mer (l'orange et le jaune sont plus chauds, le vert et le bleu sont plus froids). Crédit : Centre de vol spatial Goddard de la NASA

À mesure que l'océan se réchauffe et que la glace terrestre fond, la circulation océanique - le mouvement de la chaleur autour de la planète par les courants - pourrait être affectée. Des recherches avec les satellites de la NASA et d'autres données sont actuellement en cours pour en savoir plus.

Dynamique et puissant, l'océan joue un rôle essentiel dans le climat de la Terre. Il aide à réguler la température de la Terre, absorbe le dioxyde de carbone (CO2) de l'atmosphère et alimente le cycle de l'eau. L'une des fonctions les plus importantes de l'océan est de déplacer la chaleur autour de la planète via les courants.

Les courants de l'océan Atlantique jouent un rôle particulièrement important dans notre climat mondial. Le mouvement de l'eau vers le nord et le sud dans tout l'Atlantique pourrait s'affaiblir en raison du changement climatique, ce qui pourrait devenir un problème. Pour aider à comprendre pourquoi, explorons ce qui motive la circulation océanique à grande échelle.

Les vents et la rotation de la Terre créent des courants de surface à grande échelle dans l'océan. Des courants chauds et rapides le long des bords occidentaux des bassins océaniques déplacent la chaleur de l'équateur vers les pôles Nord et Sud. L'un de ces courants est le Gulf Stream, qui se déplace le long de la côte est de l'Amérique du Nord en transportant les eaux chaudes des tropiques vers l'Europe. Cette eau chaude et la chaleur qu'elle libère dans l'atmosphère sont la principale raison pour laquelle l'Europe connaît un climat plus tempéré que le nord-est des États-Unis et le Canada. Par exemple, comparez les climats de New York et de Madrid, en Espagne, qui sont tous deux à peu près à la même distance au nord de l'équateur.

Les différences de densité entraînent des courants océaniques lents dans l'océan profond. La densité est la masse d'un objet (combien de matière il a) par unité de volume (combien d'espace il prend). La température et la salinité (salinité) affectent la densité de l'eau. L'eau froide est plus dense que l'eau chaude et l'eau salée est plus dense que l'eau douce. Ainsi, les courants profonds sont généralement constitués d'eau froide et salée qui a coulé de la surface.

Un endroit où l'eau de surface s'enfonce dans l'océan profond se trouve dans l'Atlantique Nord. Lorsque l'eau s'évapore et cède de la chaleur à l'air, la mer devient plus froide et un peu plus salée. De plus, lorsque la glace de mer se forme, elle gèle l'eau de surface en laissant derrière elle du sel, ce qui rend l'eau de mer restante plus salée. Une fois que cette eau plus froide et plus salée devient suffisamment dense, elle coule dans les profondeurs de l'océan. L'eau plus chaude et moins dense du Gulf Stream se précipite pour remplacer l'eau qui coule. Ce mouvement contribue à alimenter un "tapis roulant" mondial de courants océaniques - connu sous le nom de circulation thermohaline - qui déplace la chaleur autour de la Terre. Les scientifiques mesurent le flux des eaux atlantiques au nord et au sud, en surface et en profondeur, pour évaluer la force de cette circulation océanique méridienne atlantique (AMOC).

À mesure que la concentration de dioxyde de carbone augmente dans l'atmosphère à cause des actions humaines, les températures mondiales de l'air et des océans se réchauffent. Une eau plus chaude est moins dense et donc plus difficile à couler. Dans le même temps, la calotte glaciaire du Groenland fond en raison du réchauffement de la température de l'air et des océans, et la glace fondue ajoute de l'eau douce dans l'Atlantique Nord. Ce changement réduit la salinité de l'eau, la rendant moins dense et plus difficile à couler.

Si suffisamment d'eau cesse de couler, l'AMOC s'affaiblit. Selon l'ampleur de l'affaiblissement de l'AMOC, il peut modifier les conditions météorologiques régionales, telles que les précipitations, et affecter où et dans quelle mesure les cultures peuvent pousser. Selon le dernier rapport du Groupe d'experts international sur l'évolution du climat (GIEC) - qui comprend des recherches de centaines de scientifiques - l'AMOC est "très susceptible de s'affaiblir au cours du 21e siècle" en raison du changement climatique.

Les scientifiques utilisant des enregistrements de température et de niveau de la mer ont déduit la force de l'AMOC au cours du siècle dernier, et les preuves suggèrent qu'il pourrait déjà s'être affaibli. Cependant, les mesures directes au cours des 30 dernières années n'ont pas encore confirmé une telle baisse.

Quand et dans quelle mesure l'AMOC s'affaiblira est un domaine de recherche en cours. Des satellites tels que Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE), GRACE-FO et des altimètres de mesure de la hauteur des océans peuvent observer les caractéristiques océaniques liées à l'AMOC - en complément des mesures des bouées océaniques et des navires.

Les projections actuelles du GIEC montrent qu'il est peu probable que l'AMOC s'arrête ou s'effondre avant l'an 2100. Cependant, "si un tel effondrement devait se produire", selon le GIEC, "cela entraînerait très probablement des changements brusques dans les conditions météorologiques régionales et le cycle de l'eau". Ceux-ci pourraient inclure "un déplacement vers le sud de la ceinture de pluie tropicale, un affaiblissement des moussons africaines et asiatiques, un renforcement des moussons de l'hémisphère sud et un assèchement en Europe", des impacts qui modifieraient considérablement la production alimentaire dans le monde.

Au fur et à mesure que davantage de données seront recueillies et analysées, les scientifiques seront en mesure de mieux prédire les changements actuels et les impacts de ces changements à l'avenir.